一种含钴有机-无机杂化介电材料及其制备方法与流程

本发明属于介电材料，特别是涉及一种含钴有机-无机杂化介电材料及其制备方法。

背景技术：

1、在当代电子器件和传感器领域，对高性能、高温稳定性的新型材料的需求日益增长。传统的无机材料在一些极端环境下可能表现出限制，因此研究人员致力于开发新型介电材料，以满足高温电子器件和传感器的要求。

2、有机-无机杂化材料作为一种重要的材料类别，融合了有机分子的灵活性和无机材料的稳定性，为设计具有特殊性质的材料提供了新的途径。含钴的有机-无机杂化材料在此领域中引起了研究人员的浓厚兴趣，因为钴元素的引入会引发材料性能的显著改变，包括电学性质和热学性质。

3、然而，在先前的研究中，含钴的有机-无机杂化介电材料的制备方法相对复杂，且对环境友好性和制备成本的考虑较少。此外，先前的介电材料在高温下的相变特性可能不够理想，甚至只有室温下的相变，限制了它们在高温应用中的广泛应用。

技术实现思路

1、为了解决上述背景技术中提到的技术问题，本发明的目的在于提供一种含钴有机-无机杂化介电材料及其制备方法。本发明通过采用氮杂环丁烷盐酸盐c3h7n·hcl和含钴化合物反应的简单制备方法，成功地克服了先前方法的一些限制，这一制备方法不仅操作简单，而且具有较高的安全性，符合环保要求，得到的含钴有机-无机杂化介电材料不仅相变温度较高(364.5k)，而且晶体颗粒均一，质量优良，为其在高温传感器、半导体器件等领域的应用提供了有力的支持。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明提供了一种含钴有机-无机杂化介电材料，该介电材料的分子式为(c3h8n)2cobr4，结构简式如下所示：

4、

5、本发明还提供了一种含钴有机-无机杂化介电材料的制备方法，包括如下步骤：

6、(1)将氮杂环丁烷盐酸盐c3h7n·hcl和含钴化合物加入烧瓶中，再加入hbr溶液，升温超声使其溶解并反应；

7、(2)反应完成后过滤，滤液置于热台，缓慢蒸发结晶，得到的晶体即为含钴有机-无机杂化介电材料。

8、进一步地，所述步骤(1)中含钴化合物为氯化钴、溴化钴、氧化钴中的一种。

9、进一步地，所述步骤(1)中c3h7n·hcl、含钴化合物和hbr溶液的摩尔比为(1～3)：1：(2～5)。

10、进一步地，所述步骤(1)中hbr溶液为浓度33～48wt％的水溶液。

11、进一步地，所述步骤(1)中反应温度为20～80℃。

12、进一步地，所述步骤(1)中的超声时间为0.1～1h。

13、进一步地，所述步骤(2)中的蒸发结晶温度为20～80℃。

14、本发明的有益效果是：

15、(1)高温相变性能卓越：本发明提供的含钴有机-无机杂化介电材料具有高温相变特性，相变温度(tc)达到364.5k，这使得该材料在高温工作环境下仍能维持优异的性能。

16、(2)简单、安全的制备方法：本发明采用氮杂环丁烷盐酸盐c3h7n·hcl和含钴化合物反应的制备方法，操作简单，安全性高，适用性广泛，制备过程中的简便性和环保性使得该方法更为可行和经济。

17、(3)晶体质量优良：通过本发明的制备方法，得到的含钴有机-无机杂化介电材料晶体颗粒均一，质量好，且产率高，这为材料的应用提供了高质量的基础。

18、(4)应用潜力广泛：由于本发明的含钴有机-无机杂化介电材料在高温传感器、半导体器件等领域具有出色的性能，因此具有广泛的应用潜力，特别适用于高温环境下对材料性能要求较高的领域，如高温电子器件和传感器。

19、综上所述，本发明提供了一种在高温条件下表现出色的含钴有机-无机杂化介电材料及其简便安全的制备方法，具有显著的应用前景和经济效益。

技术特征：

1.一种含钴有机-无机杂化介电材料，其特征在于，该介电材料的分子式为(c3h8n)2cobr4，结构简式如下所示：

2.根据权利要求1所述的一种含钴有机-无机杂化介电材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种含钴有机-无机杂化介电材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中含钴化合物为氯化钴、溴化钴、氧化钴中的一种。

4.根据权利要求2所述的一种含钴有机-无机杂化介电材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中c3h7n·hcl、含钴化合物和hbr溶液的摩尔比为(1～3)：1：(2～5)。

5.根据权利要求2所述的一种含钴有机-无机杂化介电材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中hbr溶液为浓度33～48wt％的水溶液。

6.根据权利要求2所述的一种含钴有机-无机杂化介电材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中反应温度为20～80℃。

7.根据权利要求2所述的一种含钴有机-无机杂化介电材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的超声时间为0.1～1h。

8.根据权利要求2所述的一种含钴有机-无机杂化介电材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的蒸发结晶温度为20～80℃。

技术总结
本发明公开了一种含钴有机‑无机杂化介电材料及其制备方法，所述介电材料的分子式为(C<subgt;3</subgt;H<subgt;8</subgt;N)<subgt;2</subgt;CoBr<subgt;4</subgt;，所述介电材料的制备方法包括如下步骤：(1)将氮杂环丁烷盐酸盐C<subgt;3</subgt;H<subgt;7</subgt;N·HCl和含钴化合物加入烧瓶中，再加入HBr溶液，升温超声使其溶解并反应；(2)反应完成后过滤，滤液置于热台，缓慢蒸发结晶，得到的晶体即为含钴有机‑无机杂化介电材料。本发明提供的制备方法不仅操作简单，而且具有较高的安全性，符合环保要求，得到的含钴有机‑无机杂化介电材料不仅相变温度较高(364.5K)，而且晶体颗粒均一，质量优良，为其在高温传感器、半导体器件等领域的应用提供了有力的支持。

技术研发人员：陈剑,孙伯旺
受保护的技术使用者：亳州优开生物医药科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27